Wilhelm Schadow war der Sohn des preußischen Hofbildhauers Johann Gottfried Schadow und dessen Ehefrau Marianne Devidels. Seinen ersten künstlerischen Unterricht erhielt Schadow durch seinen Vater. Mit 20 Jahren ließ er sich an der Berliner Akademie der Künste ausbilden und wurde dort Schüler von Friedrich Georg Weitsch und Karl Wilhelm Wach.
1820 heiratete Schadow Charlotte von Groschke, eine Tochter des Hofarztes Johann Gottlieb von Groschke (1760–1828). Mit ihr hatte er eine Tochter, Sophie (1823–1892), die spätere Ehefrau des Sanitätsrats Dr. Richard Hasenclever (1812–1876), und einen Sohn, Johann Gottfried Rudolf, den späteren preußischen Generalleutnant. Die 1828 geborene Anna Maria starb wenige Monate nach ihrer Geburt und wurde auf dem nördlichen Friedhofsteil begraben.
Im Jahre 1826 wurde Schadow zum Direktor der Düsseldorfer Kunstakademie als Nachfolger von Peter Cornelius berufen.
1829 wirkte Schadow an der Gründung des Kunstvereins für die Rheinlande und Westfalen mit. Zwischen 1830 und 1831 und später noch einmal von 1839 bis 1840 hielt sich Schadow in Rom auf. Von diesen Reisen brachte er viele Skizzen und Ideen mit, die im Atelier die Grundlage seines weiteren künstlerischen Schaffens bildeten.
1842 wurde Schadow von der Universität Bonn mit dem Titel Dr. phil. h.c. geehrt. 1843 wurde er von Friedrich Wilhelm IV. als „von Schadow-Godenhaus“ in den preußischen Adelsstand erhoben. Der Zusatz „Godenhaus“ stammte von dem von ihm erworbenen Rittergut Godenhaus; laut Ernennungsurkunde hieß sein Titel offiziell „Ritter Schadow von Godenhaus“.
Im Alter von 73 Jahren starb Schadow am 19. März 1862 in Düsseldorf und wurde auf dem Golzheimer Friedhof beerdigt. Seine Ehefrau starb am 14. Januar 1882 und wurde in seiner Gruft beigesetzt.
Zwei Töchter des Ehepaares ruhen ebenfalls auf dem Golzheimer Friedhof jedoch an anderen Stellen:
- Sophie Hasenclever, geb. Schadow (nach Schmitz A 4/4)
- Anna Maria, geb. 10. März 1828 – gest. d. 27. Juli 1828 (nach Schmitz B 6/14)